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光谱匹配算法应用于鸡血藤与大血藤的太赫兹光谱区分 被引量：11
1
作者 徐哲 何明霞 +1 位作者 李鹏飞 王鹏騛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期42-47,共6页
鸡血藤和大血藤是药效、产地不同而外形极相似的两种不同的藤茎类药材,使用时极易混淆。利用太赫兹时域光谱技术获得测试样品太赫兹频谱,并结合光谱匹配算法分辨五种不同产地、不同批次的鸡血藤和大血藤。因中药化学成分的复杂性导致其... 鸡血藤和大血藤是药效、产地不同而外形极相似的两种不同的藤茎类药材,使用时极易混淆。利用太赫兹时域光谱技术获得测试样品太赫兹频谱,并结合光谱匹配算法分辨五种不同产地、不同批次的鸡血藤和大血藤。因中药化学成分的复杂性导致其不同成分的特征频谱发生相互的混叠,使得鸡血藤和大血藤的太赫兹时域数谱均没有出现明显的特征峰。重复实验测试同一样品同一位置10次,通过计算得到不同频率下光谱数据的标准差。数据在0.2~1.3THz范围内有较好的稳定性。对光谱数据进行二阶微分处理,使光谱间的微小差异得以显现。选取0.2~1.3THz以及0.2~2范围内的光谱数据进行对比研究,分别使用相关系数法、分段编码法、光谱角法和信息散度法四种光谱匹配算法对实验数据所属类别进行判定。数据分析结果:在0.2~1.3THz范围内,光谱角算法对鸡血藤与大血藤的太赫兹光谱数据有最好的分类效果,对两类中药样品总计100组数据的分类正确率达到95%。为易混中药的鉴定区分提供了一种新的技术与方法。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 鸡血藤 大血藤 光谱角算法 准确率
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太赫兹科学技术在生物医学中的应用研究 被引量：34
2
作者 何明霞 陈涛 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第6期471-483,共13页
介绍了近十年来国内外太赫兹科学技术在生物医学领域的研究与应用进展。重点总结了太赫兹辐射的生物效应、太赫兹光谱技术和太赫兹成像技术,在生物医学领域的研究与应用的3个大类的成果。有关太赫兹辐射的生物效应,分不同频率、不同功... 介绍了近十年来国内外太赫兹科学技术在生物医学领域的研究与应用进展。重点总结了太赫兹辐射的生物效应、太赫兹光谱技术和太赫兹成像技术,在生物医学领域的研究与应用的3个大类的成果。有关太赫兹辐射的生物效应,分不同频率、不同功率和不同辐射时间下样品的生物学反应来介绍。又根据探测样品属性不同分为生物体、生物组织、生物细胞、生物细胞器和生物大分子等6个层次的内容。充分论证了太赫兹科学技术对生物医学的安全性和适用性。由于太赫兹光谱包含丰富的生物分子及分子间的组成信息和构象信息,在生物医学领域的研究与应用最多。对不同生物大分子的太赫兹特征频谱进行了解读,对太赫兹光谱技术的应用进行了梳理,目的为让更多的人了解太赫兹科学技术的优越性和应用前景。在太赫兹波成像技术方面,总结了其在癌变组织诊断、皮肤烧伤探测等方面的研究应用。为使迷人的太赫兹波科学与技术更好的服务于人类,尝试较为全面地对太赫兹科学技术在生物医学领域取得的研究成果进行归纳与总结,同时也探讨了现阶段在生物医学领域所存在的不足,以及今后努力的方向。 展开更多
关键词 太赫兹辐射 生物效应 太赫兹光谱 太赫兹成像 生物大分子 医学检测
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太赫兹可控功能器件的研究进展 被引量：8
3
作者 何明霞 李净延 刘冠林 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第7期567-576,共10页
近年来太赫兹(THz)科学与技术的研究成为光学领域的研究热点,其在医学、通信和公共安全等领域具有深远的研究价值和重要的应用前景。但是THz波段功能器件尤其是可控功能器件匮乏,限制了太赫兹技术的进一步应用。表面等离激元光子学和奇... 近年来太赫兹(THz)科学与技术的研究成为光学领域的研究热点,其在医学、通信和公共安全等领域具有深远的研究价值和重要的应用前景。但是THz波段功能器件尤其是可控功能器件匮乏,限制了太赫兹技术的进一步应用。表面等离激元光子学和奇异介质的出现有望改变这一局面,它能够在亚波长尺度对电磁波进行路由和操纵,有望成为下一代芯片技术的候选方案。首先介绍了基于表面等离体和奇异介质的可控太赫兹功能器件的物理机制,然后从电、磁、热、光四种主动控制手段来分别展示近年来太赫兹波段功能器件的研究进展,并从功能应用上对太赫兹功能器件进行了简单的分类总结,最后讨论了在应用中存在的问题和面临的挑战。 展开更多
关键词 太赫兹 表面等离子激元 奇异介质 可控功能器件 研究进展
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太赫兹波技术在药学上的应用研究 被引量：12
4
作者 何明霞 郭帅 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第8期663-672,共10页
太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,太赫兹时域光谱技术是利用太赫兹脉冲研究物质物理化学性质的一种新兴光谱技术,具有很多独特的性质。由于很多极性生物大分子的振动和旋转能级都处于在太赫兹波段内,因此利用太赫兹时域光... 太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,太赫兹时域光谱技术是利用太赫兹脉冲研究物质物理化学性质的一种新兴光谱技术,具有很多独特的性质。由于很多极性生物大分子的振动和旋转能级都处于在太赫兹波段内,因此利用太赫兹时域光谱技术和太赫兹成像技术研究药品的结构,分析药品的成分,对控制药品的质量稳定性具有重要的意义。综述了近些年来太赫兹技术在药品领域上的应用成果,探讨了存在的问题,并对发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱技术 化学合成类药物 多晶型类药物 中药 太赫兹成像技术
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扫描速度对于太赫兹时域光谱系统信号品质的影响 被引量：2
5
作者 李萌 何明霞 秦蕊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1180-1183,共4页
太赫兹时域光谱技术是太赫兹技术的一个重要研究方向,较低的扫描速度一直是限制其应用的瓶颈。对比了不同扫描速度下太赫兹时域系统光谱系统信号的品质。发现信号品质因扫描速度提高而恶化,其程度和锁相放大器的时间常数密切相关。实验... 太赫兹时域光谱技术是太赫兹技术的一个重要研究方向,较低的扫描速度一直是限制其应用的瓶颈。对比了不同扫描速度下太赫兹时域系统光谱系统信号的品质。发现信号品质因扫描速度提高而恶化,其程度和锁相放大器的时间常数密切相关。实验结果发现,系统中噪声主要是从电路中引入的。 展开更多
关键词 太赫兹时域频谱 扫描速度 信噪比 时间常数
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无机盐混合溶液的太赫兹光谱定量分析 被引量：1
6
作者 何明霞 孙珑玲 +4 位作者 陈达 黄志轩 刘立媛 赵晋武 张洪桢 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3731-3736,共6页
太赫兹生物医学是当前光谱研究领域的前沿热点,其主要难点在于如何在有效避免水分干扰的同时,实现复杂生物体系组分的精准分析。太赫兹光谱产生于分子振动的信息,其吸收谱较弱,吸收峰严重重叠,且多组分复杂样品的太赫兹光谱往往不是各... 太赫兹生物医学是当前光谱研究领域的前沿热点,其主要难点在于如何在有效避免水分干扰的同时,实现复杂生物体系组分的精准分析。太赫兹光谱产生于分子振动的信息,其吸收谱较弱,吸收峰严重重叠,且多组分复杂样品的太赫兹光谱往往不是各组分光谱的简单叠加,难以用传统的峰高、峰面积标定技术进行定量计算。但采用多元校正技术可以方便地实现太赫兹光谱的定量分析,使太赫兹光谱成为一种快速、简便且适用范围广泛的分析技术。以KCl和NaCl的无机盐混合体系为典型研究体系,两种组分的浓度范围均为0.1~2 mol·L^-1,浓度间隔为0.1 mol·L^-1。获取20组浓度配比不同的混合溶液的吸收系数和折射率,巧妙利用水溶液体系中无机金属离子的水合氢键作用,由此采集无机盐溶液体系的太赫兹时域光谱,提取各组分的特征信息,建立多尺度数据驱动的定量分析模型,有望实现水溶液中无机金属离子的定量分析。针对太赫兹光谱数据规模大、基质干扰强及数据关联复杂等特点,构建复杂二维小波变换、多变量筛选、贝叶斯数据挖掘、深度学习和数据关联性分析技术为一体的算法数据库,由此构建基于多尺度数据驱动的太赫兹光谱解析方法。论文依据正交实验的原则,构建具备良好数据结构特征的混合溶液数据集,引导后续的光谱解析方法准确提取无机金属离子水合氢键信息。在此基础上,发展自适应算法,寻找光谱数据变量与浓度间的关系,并采用变量筛选技术,从原始光谱数据中提取无机盐水合氢键的特征信息,最终构建浓度与特征信息之间的数据驱动模型。计算结果表明,KCl和NaCl组分的预测误差分别为8.0%和9.1%,能有效满足大部分应用的检测精度要求。多尺度数据驱动模型方法充分利用太赫兹光谱信号的时域和频域多尺度特性,实现数据预处理与多元校正的一体化运算以避免重要信息丢失,具备高度自适应特征。因此,基于数据驱动建模的太赫兹光谱分析新方法为太赫兹生物医学研究提供了新思路。 展开更多
关键词 混合溶液 太赫兹时域光谱 数据驱动建模 定量分析
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太赫兹脉冲光谱法测量微米级多层油漆涂层厚度技术 被引量：14
7
作者 林玉华 何明霞 +2 位作者 赖慧彬 李鹏飞 马文鹤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3332-3337,共6页
在汽车工业、飞机、船舶等领域中,油漆的涂层厚度管理对产品防水、防锈功能和颜色效果有着重要影响,但是目前采用的商业化涂层测厚仪都是接触式,并且很难直接获得多层涂层中的各层厚度。利用反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统探测样品... 在汽车工业、飞机、船舶等领域中,油漆的涂层厚度管理对产品防水、防锈功能和颜色效果有着重要影响,但是目前采用的商业化涂层测厚仪都是接触式,并且很难直接获得多层涂层中的各层厚度。利用反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统探测样品的太赫兹脉冲光谱,基于脉冲回波的飞行时间建立简易的单点漆膜厚度提取模型。并通过最小二乘法拟合油漆样品的光学厚度与几何厚度之间的线性关系计算出12种涂覆在铝板上的油漆样品的测量折射率,发现金属油漆与非金属油漆在太赫兹波段的折射率存在较大的差异,闪光银色油漆样品的测量折射率为5.15,而白色油漆样品的测量折射率仅为2.64。在单层白色油漆样品厚度分布均匀的区域内测量50个点的膜厚,以磁/涡流感应涂层测厚仪的测量数据为参考标准,得到的厚度平均值为71.7μm,测量误差为3.5μm。对双层油漆样品进行二维扫描,测得白色油漆和底漆的厚度分布分别是(233±13)和(130±11)μm。同样,通过黑色三层油漆样品和银色三层油漆样品的二维分布图,分析了各层的漆膜厚度及其分布的均匀性。结果表明,太赫兹脉冲光谱法实现了1~3层漆膜的厚度测量及其分布均匀性评估,该方法对金属油漆的厚度分辨力较高,并且可通过非接触探测样品的太赫兹脉冲光谱,获得多层油漆的各层厚度及厚度的二维分布信息,易于实现喷涂质量的评估。 展开更多
关键词 太赫兹脉冲光谱法 飞行时间 多层 涂层厚度 非接触 均匀性
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弱信号锁相放大CD552-R3电路 被引量：11
8
作者 何明霞 曲秋红 +1 位作者 李萌 王文霞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1454-1457,共4页
锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法。基于CD552-R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路,应用于大背景噪声下微弱信号的检测。采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号,对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试,并在不同强度噪声... 锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法。基于CD552-R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路,应用于大背景噪声下微弱信号的检测。采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号,对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试,并在不同强度噪声下对弱信号进行检测。测试结果表明:研制的锁相放大电路输出线性度高于0.9999,具有良好的鉴幅和鉴相特性,能将信噪比为-36dB的毫伏级信号提取出来,可用于大背景噪声下微弱信号的检测。 展开更多
关键词 噪声 弱信号 相敏检波 锁相放大 CD552-R3
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